食品冷冻冷藏原理与技术问题解答

1、食品的冷却与冻结的区别（从加工方式，加工设备，保藏条件等方面来讨论）；

2、食品冷却与微冻保鲜技术相比有什么优势和不足呢？

一、常见微冻保鲜方法

1.加冰或加盐混合微冻：冰盐混合物是一种最常见的简易冷冻剂，它们在短时间内能吸收大量的热量，从而使渔获物降温。冰和食盐都是对水产品无毒无害的物品，而且来源广、价格低，使用安全方便。尤其是两者混合在时，不仅冰融化需要吸收热量，盐的溶解也要吸收热量。而且在冰中加入盐后，冰盐混合物的融点降低，冰中加入的盐越多，其融点温度越低，要使渔获物达到－3℃的微冻温度，可以在冰中加入5%的食盐。

2.冷却微冻:用制冷机降温后的冷风吹向渔获物,使鱼体表面的温度达到－3℃,此时鱼体内部一般在－1℃～－2℃，然后在－3℃的舱温中保藏，保藏时间最长可达到20天。其缺点是鱼体表面容易失水，另外还需制冷机。

3.低温盐水微冻：低温盐水微冻与空气微冻相比具有冷却速度快的优点，这样不仅有利于鱼体的鲜度保持，而且鱼体内形成的冰结晶小且分布均匀，对肌肉组织的机械损伤很小，对蛋白质空间结构的破坏也小。通常冷却使用的Nacl 盐水温度为－3℃～－5℃，盐的浓度控制在10%左右。其具体操作是：先配制浓度为10%的Nacl盐水，然后开启制冷机，使盐水降温至－5℃，把渔获物放入盐水中冷却至体表温度－5℃时（短时间内将鱼体降温至－2℃～－3℃），再转移到预先冷却至－3℃的保温舱中保藏。

盐水浓度是该技术的关键所在，而且还应注意浸泡时间、盐水温度对鱼体产生的影响。如果盐水浓度较高，则－5℃不会结成冰，有利于传热冷却。但是如果盐水浓度太高就会增大盐对鱼体的渗透压，使鱼肉偏咸，并且一些盐溶性肌球蛋白质也会析出。所以从水产品加工角度来看，盐的浓度越低越好，而且浸泡冷却时间也不能过长。若要用低浓度盐水浸泡，则要求温度不能降得太低，而冷却时间就要相对延长。

二、微冻保鲜的优缺点

微冻保鲜的优点：微冻法在水产品保鲜中最常用的温度为－3℃左右，略低于水产品冻结点，可以抑制细菌的生长繁殖，减缓脂肪氧化，延长保鲜期，并且解冻时汁液流失少，鱼体表面色泽好，降温所需能耗少等。与冷却保鲜法和冻结保鲜法相比较，微冻保鲜既可以克服冷却保鲜法保鲜时间短的缺陷，又可以避免冻结保鲜中经常遇到的干耗、冻结烧、变色、蛋白质变性，解冻后汁液流失等品质下降现象。

微冻法对解决运输设备不足而要保证新鲜水产品长距离运输有一定的实际意义，而且在水产品冷冻小包装食品日益增多的情况下，若能在微冻条件下贮藏销售，可以延长其货架期，降低能耗和销售成本，增加收益。

缺点是：操作的技术性要求高，特别是对温度的控制要求严格，需要严格控制温度的恒定，尽量避免温度波动，否则稍有不慎就会引起冰晶对细胞的损伤，对水产品的保鲜造成不良影响。

冷却肉是指在严格执行兽医卫生检疫制度屠宰后，将猪肉迅速冷却到0—4℃，并在后续加工、流通和销售过程中始终保持这一温度范围，控制了大多数微生物生长，毒梭菌和金黄色葡萄球菌等致病菌已不分泌毒素，而且经过24小时充分解僵成熟过程，肉的酸度下降到理想范围，通过一系列生物化学变化，使成熟肌肉组织显微结构发生变化，柔嫩多汁，滋味鲜美，气味芳香，容易咀嚼，便于消化吸收，利用率比较高。与冷冻肉相比，冷却肉避免了解冻时汁液流失，保持了畜肉的高营养价值；

冷冻肉是将肉置于摄氏零下28—32℃环境中冷冻18—24小时冻结并保存在-18℃的畜肉，肉组织呈冻结状态，虽抑制了微生物的生长繁殖，比较卫生，但肌肉中水分在冷冻时体积增加，细胞壁被冻裂。冷冻肉在解冻过程中，细胞中汁液会渗漏流失，影响畜肉的营养和风味

高聚物在玻璃化转变时，其比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积以及弹性模量等都要发生一个突变

测量玻璃化转变温度的方法

1．膨胀计法在膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。

2．折光率法利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化的玻璃化转变温度。

3．热机械法（温度-变形法）在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷；记录不同温度下的温度-变形曲线。类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即为：玻璃化转变温度。

4．DTA法（DSC）以玻璃化温度为界，高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化，其中，热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃化温度的一种有效手段。目前用于玻璃化温度测定的热分析方法主要为差热分析（DTA和差示扫描量热分析法（DSC）。以DSC 为例，当温度逐渐升高，通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时，DSC曲线上的基线向吸热方向移动（见图）。图中A点是开始偏离基线的点。将转变前后的基线延长，两线之间的垂直距离为阶差ΔJ，在ΔJ/2 处可以找到C点，从C点作切线与前基线相交于B点，B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。

5．动态力学性能分析（DMA）法高分子材料的动态性能分析（DMA）通过在受测高分子聚合物上施加正弦交变载荷获取聚合物材料的动态力学响应。对于弹性材料（材料无粘弹性质），动态载荷与其引起的变形之间无相位差（ε=σ0sin(ωt)/E）。当材料具有粘弹性质时，材料的变形滞后于施加的载荷，载荷与变形之间出现相位差δ：ε=σ0sin(ωt+δ)/E。将含相位角的应力应变关系按三角函数关系展开，定义出对应与弹性性质的储能模量G’=Ecos（δ）和对应于粘弹性的损耗模量G”=Esin（δ）E因此称为绝对模量E=sqrt(G’2+G”2) 由于相位角差δ的存在，外部载荷在对粘弹性材料加载时出现能量的损耗。粘弹性材料的这一性质成为其对于外力的阻尼。阻尼系数γ=tan（δ）=G’’/G’ 由此可见，高分子聚合物的粘弹性大小体现在应变滞后相位角上。当温度由低向高发展并通过玻璃化转变温度时，材料内部高分子的结构形态发生变化，与分子结构形态相关的粘弹性随之的变化。这一变化同时反映在储能模量，损耗模量和阻尼系数上。下图是聚乙酰胺的DMA曲线。振动频率为1Hz。在-60和-30°C之间，贮能模量的下降，阻尼系数的峰值对应着材料内部结构的变化。相应的温度即为玻璃化转变温度Tg。

6．核磁共振法（NMR）温度升高后，分子运动加快，质子环境被平均化（处于高能量的带磁矩质子与处于低能量的的带磁矩质子在数量上开始接近；N-/N+=exp(-E/kT)），共振谱线变窄。到玻璃化转变温度，Tg时谱线的宽度有很大的改变。利用这一现象，可以用核磁共振仪，通过分析其谱线的方法获取高分子材料的玻璃化转变温度

本发明公开了一种测量非晶态合金玻璃化转变温度的热分析方法，这种基于差示扫描量热法（以下